Kömürün yağ aglomerasyonuna mikrodalga ısıl ön işleminin etkisi

Abstract

Bu tez çalışması iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci kısımda, Tunçbilek Ömerler Yeraltı Ocağından temin edilen ince boyuttaki (-150 µm) linyit kömürünün zenginleştirilmesi için yağ aglomerasyonu deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneylerde gazyağı, madeni yağ, mazot ve bitkisel atık yağ olmak üzere 4 farklı bağlayıcı sıvı kullanılmış ve süspansiyon pH'ı, karıştırma hızı, yağ konsantrasyonu, aglomerasyon süresi gibi parametreler detaylı olarak incelenmiştir. Aglomerasyon işleminin başarısı deney sonrasında elde edilen aglomeratların kül içerikleri ve yanabilir kısım verimi (%YKV) ile değerlendirilmiştir. En iyi sonuçlar sırasıyla bitkisel atık yağ, madeni yağ, mazot ve gazyağı ile elde edilmiştir. Bitkisel atık yağ kullanılan deneylerde %7.9 kül giderimine ulaşılmış ve %5.9 kül içerikli aglomeratlar %90.6 YKV ile kazanılmıştır. Madeni yağ, mazot ve gazyağı için kül giderimi sırasıyla 58.5, 50 ve 41.5 (%) olurken sırasıyla %12.2, %14.7 ve %17.2 kül içerikli aglomeratlar %81.4, %69 ve %60.5 YKV ile kazanılmıştır. İkinci kısımda ise mikrodalga ısıl ön işleminin kömürün yağ aglomerasyonuna etkisi araştırılmıştır. Bunun için farklı güç ve zamanlarda mikrodalga ısıl ön işlemi uygulanmış kömür numunesi üzerinde yağ aglomerasyonu deneyleri yapılmıştır. Yağ aglomerasyonu deneyleri birinci kısımda optimum sonuçların elde edildiği şartlar altında gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde mikrodalga uygulaması sonrasında, kömürde bir miktar kütle kaybı gerçekleşmiş ve kömürün kül içeriği artmıştır. Yağlar, mikrodalga uygulaması öncesi ve sonrası kömür örnekleri ile birlikte aglomeratların FTIR analizleri gerçekleştirilmiş ve karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. 600 watt gücünde 4 dakika mikrodalga uygulama sonrasında kömürün gazyağı ile aglomerasyonundan %16.5 kül içerikli (besleme külü %35.7) aglomeratlar %59.2 YKV ile elde edilmiştir. Bitkisel atık yağdan ise %13.2 kül içerikli aglomeratlar % 85 YKV ile elde edilmiştir.

This thesis consists two parts. In the first part, oil agglomeration experiments were carried out to enrich the lignite coal obtained from Tunçbilek Ömerler underground mine. In the experiments, 4 different binding fluids such as kerosene, mineral oil, diesel oil and vegetable waste oil were used and parameters such as suspension pH, stirring speed, oil concentration and agglomeration time were investigated in detail. The success of the agglomeration process was evaluated by the ash content and combustible recovery (CR%) of the agglomerates which were obtained from the experiments. The best results were obtained with vegetable waste oil, mineral oil, diesel oil and kerosene respectively. In the experiments using vegetable waste oil, 7.9% the ash removal was achieved and the agglomerates with 5.9% the ash content were obtained with 90.6% the CR. Ash removal for mineral oil, diesel oil and kerosene was 58.5, 50 and 41.5 (%), respectively, while agglomerates with the ash content of 12.2%, 14.7% and 17.2% were obtained with 81.4%, 69% and 60.5% of CR, respectively. In the second part, the effect of microwave pretreatment on the oil agglomeration of coal was investigated. For this purpose, the oil agglomeration experiments were performed on the coal sample which was subjected to microwave pretreatment at different powers and times. The oil agglomeration experiments were carried out under conditions where optimum results were obtained in the first part. When the results were examined, after microwave pretreatment some mass loss occurred in the coal and the ash content of the coal increased. FTIR analyses of oils, before and after microwave pretreatments coal samples and agglomerates were performed and investigated comparatively. After 4 minutes of microwave application at 600 watt, the agglomerates containing 16.5% ash (feed of ash 35.7%) were obtained from agglomeration of coal with 59.2% of CR in the presence of kerosene. Agglomerates containing 13.2% ash content were obtained from vegetable waste oil with 85% of CR.